How does your body know what time it is? - Marco A. Sotomayor

Honnan tudja a testünk, mennyi az idő? – Marco A. Sotomayor

Fordító: Beatrix Turán Lektor: Péter Pallós

In 1962, a cave explorer named Michel Siffre

1962-ben Michel Siffre barlangász

started a series of experiments where he isolated himself underground for months

kísérletsorozatba kezdett, melynek során hónapokra a föld alá temetkezett,

without light or clocks.

fény és órák nélkül.

He attached himself to electrodes that monitored his vital signs

Elektródákat erősített a testére, amelyek rögzítették életjeleit,

and kept track of when he slept and ate.

és azt, hogy mikor alszik és eszik.

When Siffre finally emerged,

Amikor Siffre végül visszatért,

the results of his pioneering experiments

úttörő kísérletének eredményei megmutatták,

revealed that his body had kept to a regular sleeping-waking cycle.

hogy teste a föld alatt is rendszeres alvás-ébrenléti ciklus szerint működött.

Despite having no external cues,

Siffre külső ingerek hiányában is

he fell asleep,

szabályos időközönként aludt,

woke up,

and ate at fixed intervals.

ébredt fel

és étkezett.

This became known as a circadian rhythm from the Latin for "about a day."

Ez később a cirkadián ritmus nevet kapta, a latin "kb. egy nap" kifejezés alapján.

Scientists later found these rhythms affect our hormone secretion,

Tudósok később kimutatták, hogy e ritmusok hatnak a hormonkiválasztásra,

how our bodies process food,

az emésztésre,

and even the effects of drugs on our bodies.

sőt még arra is, hogy szervezetünkre miként hatnak a gyógyszerek.

The field of sciences studying these changes is called chronobiology.

Az e változásokkal foglalkozó tudományterület a kronobiológia.

Being able to sense time helps us do everything from waking and sleeping

Az ébredés és az alvás szabályozásán kívül az időérzék hasznos,

to knowing precisely when to catch a ball that's hurtling towards us.

hogy pl. tudjuk, pontosan mikor kapjuk el a felénk dobott labdát.

We owe all these abilities to an interconnected system of timekeepers

E képességeinket az agyunkban lévő időmérők összefüggő rendszerének

in our brains.

köszönhetjük.

It contains the equivalent of a stopwatch telling us how many seconds elapsed,

Az agyunkban lévő stopper tartja számon a másodpercek múlását,

a clock counting the hours of the day,

egy óra pedig a nap óráit számolja;

and a calendar notifying us of the seasons.

míg egy naptár jelzi, hogy melyik évszakban járunk.

Each one is located in a different brain region.

Ezek mindegyike az agy más-más részén helyezkedik el.

Siffre, stuck in his dark cave, relied on the most primitive clock

Siffre a sötét barlangban élve az agy legegyszerűbb időmérőjére támaszkodott,

in the suprachiasmatic nucleus, or SCN of the hypothalamus.

amely a szuprakiazmatikus magban, azaz az SCN-ben, a hipotalamuszban van.

Here's the basics of how we think it works based on fruitfly and mouse studies.

Muslicákon és egereken végzett kutatások alapján ez így működik.

Proteins known as CLK, or clock, accumulate in the SCN throughout the day.

A CLK nevű fehérjék a nap során felgyülemlenek az SCN-ben.

In addition to activating genes that tell us to stay awake,

Azon kívül, hogy működésbe hozzák az ébrenlétet elősegítő géneket,

they make another protein called PER.

egy másik fehérjét is gyártanak, a PER-t.

When enough PER accumulates,

Amikor elég PER gyülemlik fel,

it deactivates the gene that makes CLK,

az a CLK-t gyártó gént kikapcsolja,

eventually making us fall asleep.

s ettől végül elalszunk.

Then, clock falls low, so PER concentrations also drop again,

Alvás közben a PER koncentrációja ismét leesik,

allowing CLK to rise,

amitől újraindul a CLK termelődése,

starting the cycle over.

s az egész ciklus újrakezdődik.

There are other proteins involved,

Bár más fehérjék is jelen vannak,

but our day and night cycle may be driven in part by this seesaw effect

a napi ritmusunk részben a nappali CLK-

between CLK by day and PER by night.

és az éjszakai PER-fehérjék közötti. libikókahatáson alapul.

For more precision,

A nagyobb pontosság kedvéért,

our SCNs also rely on external cues

az SCNre külső ingerek is hatnak,

like light,

pl. a fény,

food,

a táplálék,

noise,

and temperature.

a zaj,

és a hőmérséklet.

We called these zeitgebers,

Ezek zeitgeber néven ismertek,

German for "givers of time."

ami a szinkronizáló szó német megfelelője.

Siffre lacked many of these cues underground,

Siffre számos ilyen ingert nélkülözött a föld alatt,

but in normal life, they fine tune our daily behavior.

de a mindennapok során ezek finomhangolják viselkedésünket.

For instance, as natural morning light filters into our eyes,

Pl. a szemünkbe szűrődő természetes reggeli fény

it helps wake us up.

segít felébrednünk.

Traveling through the optic nerve to the SCN,

A fény a látóidegen át az SCN-be jutva jelzi,

it communicates what's happening in the outside world.

hogy mi történik a külvilágban.

The hypothalamus then halts the production of melatonin,

A hipotalamusz ekkor leállítja az alvást előidéző hormon,

a hormone that triggers sleep.

a melatonin termelését.

At the same time,

Ezzel párhuzamosan

it increases the production of vasopressin

növeli az agyban a vazopresszin

and noradrenaline throughout the brain,

és a noradrenalin termelését,

which help control our sleep cycles.

amelyek az alvás-ébrenlét ciklust szabályozzák.

At about 10 am,

Kb. délelőtt 10-kor

the body's rising temperature drives up our energy and alertness,

emelkedő testhőmérséklet növeli az energiánkat és éberebbé tesz,

and later in the afternoon,

majd később, a délután során

it also improves our muscle activity and coordination.

javítja az izomműködést és az izomkoordinációt.

Bright screens at night can confuse these signals,

A képernyők fénye este megzavarhatja e természetes jelzéseket,

which is why binging on TV before bed makes it harder to sleep.

ezért nehezebb esti tévézés után elaludni.

But sometimes we need to be even more precise when telling the time,

Néha azonban ennél is pontosabb időérzékelésre van szükségünk,

which is where the brain's internal stopwatch chimes in.

s itt kap szerepet az agy belső stoppere.

One theory for how this works involves the fact

Az egyik elmélet szerint a stopper működése azon alapul,

that communication between a given pair of neurons

hogy a kommunikáció két adott idegsejt között

always takes roughly the same amount of time.

mindig kb. azonos ideig tart.

So neurons in our cortex and other brain areas

Lehetséges, hogy az agykéregben és az agy más területein lévő idegsejtek

may communicate in scheduled, predictable loops

szabályos, kiszámítható módon kommunikálnak,

that the cortex uses to judge with precision how much time has passed.

és az agykéreg ez alapján képes pontosan megállapítani az idő múlását.

That creates our perception of time.

Ezen alapul az időérzékünk.

In his cave, Siffre made a fascinating additional discovery about this.

A kísérlete során Siffre lenyűgöző felfedezést tett ezzel kapcsolatban.

Every day, he challenged himself to count up to 120

Minden nap megpróbált 120-ig számolni,

at the rate of one digit per second.

másodpercenként egy számjegyes sebességgel.

Over time, instead of taking two minutes, it began taking him as long as five.

Ahogy telt az idő, 120-ig elszámolni végül már nem két, hanem öt percig tartott neki.

Life in the lonely, dark cave had warped Siffre's own perception of time

Az élet a magányos, sötét barlangban eltorzította Siffre időérzékét,

despite his brain's best efforts to keep him on track.

agya hiába igyekezett számon tartani az idő múlását.

This makes us wonder what else influences our sense of time.

Ez felveti a kérdést: mi minden hat még időérzékünkre?

And if time isn't objective, what does that mean?

Ha pedig az idő nem objektív, annak mi a jelentősége?

Could each of us be experiencing it differently?

Lehet, hogy mindannyian másként érzékeljük?

Only time will tell.

Idővel biztosan kiderül.